1.本发明涉及热水器技术领域，具体为一种具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置。
背景技术：2.热水器就是指通过各种物理原理，在一定时间内使冷水温度升高变成热水的一种装置，按照原理不同可分为电热水器、燃气热水器、太阳能热水器、磁能热水器、空气能热水器，暖气热水器等，制造冷气部分和制造热水部分，其实这两个部分又是紧密地联系在一起，密不可分，且必须同时工作，即制造热水的同时，给厨房制冷，或者说在给厨房制冷的同时也在制造热水。
3.在热水器的工作过程中，热水器长期的进水、加热、出水，在此过程中，热水器的内壁会凝结大量的水垢，继续使用，水垢容易随着出水口流出，影响出水净化的水质，清洗水垢时需拆卸整个机体，较为麻烦，为此，我们提出一种具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置。
技术实现要素：4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，解决了上述背景技术中提出的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，包括水箱，所述水箱的内腔固定套装有限位条，所述水箱的内部设置有气囊，所述气囊的内部固定套装有支撑板，所述支撑板的上方固定安装有控制模块，所述控制模块的外部固定安装有超声波发射端，所述控制模块的上方固定连接有供电导线，所述水箱的下方固定连接有排污块，所述排污块右侧的底部固定连接有集污块，所述集污块右端的外部活动套装有封堵套。
6.可选的，所述排污块的底部固定套装有分流管，所述分流管的顶端固定安装有滤网，所述分流管的底部固定连接有供水管，所述分流管的底部固定连接有喷气管，所述喷气管的右端固定安装有限流管。
7.可选的，所述气囊的外侧与四个限位条的内侧贴合，所述气囊活动套装在限位条的内部。
8.可选的，所述超声波发射端的底面与支撑板的顶面固定连接，所述超声波发射端的外侧与气囊的外侧位于同一竖面上。
9.可选的，所述供电导线的顶端向上延伸至水箱的外部，所述限位条的高度值与水箱的高度值相同。
10.可选的，所述排污块顶部的长度值大于底部的长度值，所述排污块的竖截面呈倒置直角梯形。
11.可选的，所述供水管和分流管的内腔相互连通，所述喷气管的内腔与分流管的内
腔相互连通。
12.可选的，所述水箱内部的控制模块和供电导线都配置有防水密封盒。
13.可选的，所述控制模块连接有ccd相机和温度传感器；所述ccd相机安装在支撑板的上表面用于拍摄水箱内部的表面图像，所述温度传感器用于检测实时水温；
14.所述控制模块内置积垢评估模型，所述积垢评估模型采用数据融合技术对水箱内部的表面水垢情况进行评估，具体如下：
15.采用卡尔曼滤波对表面图像进行预处理；
16.提取对实时水温和预处理后的表面图像的特征信息，进行特征信息的融合处理；
17.根据特征信息的融合结果确定水箱内部的表面积垢水平；
18.所述控制模块将评估得到的表面积垢水平与预设的积垢阈值进行比对，若表面积垢水平超过积垢阈值则启动超声波发射端进行超声波除垢处理。
19.可选的，所述控制模块(5)包括稳压电路和防干扰电路；
20.所述稳压电路包括电阻r1、三极管q1、发光二极管d1和电容c1；
21.所述三极管q1的集电极与电源连接，所述电阻r1的两端分别与三极管q1的集电极和基极连接，所述三极管q1的基极与发光二极管d1的阳极连接，所述三极管q1的发射极与电容c1的正极连接，所述发光二极管d1的阴极和电容c1的负极接地，所述三极管q1的发射极为控制板的电源接入端；
22.所述防干扰电路包括电阻r2、电阻r3、电阻r4、电容c2、电容c3和缓冲器h1；
23.所述温度传感器与电阻r2的一端连接，所述电阻r2的另一端分别与电容c3的正极和缓冲器h1的输入引脚连接，所述电容c3的负极与电阻r4的一端连接，所述电阻r4的另一端与缓冲器h1的输出引脚及电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端与电容c2的正极连接，所述电容c2的负极接地，所述电阻r3的另一端为水温信号输出端。
24.本发明提供了一种具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，具备以下有益效果：
25.1、该具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，通过在水箱内腔的四角固定安装有限位条，使四个限位条的内部活动套装有气囊，同时在气囊的内部固定安装有支撑板，使支撑板的上方安装有控制模块、供电导线、超声波发射端，在使用时，方便使气囊和支撑板带动超声波发射端随水位的升降进行实时消除水箱内壁的水垢，能有效使水箱的内壁保证清洁。
26.2、该具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，通过在水箱的底部固定连接排污块，使排污块的底部连接集污块，在集污块右侧的外部活动套装封堵套，使排污块的底部安装分流管，在分流管的顶端固定套装滤网，在分流管的底部固定连接有供水管，同时在分流管的底部通过喷气管连接限流管，在使用时，方便通过滤网阻拦用水口的水垢，同时喷气管和限流管能将滤网上方堆积的水垢推开。
附图说明
27.图1为本发明的具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置实施例结构示意图；
28.图2为本发明的具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置实施例拆分结构
示意图；
29.图3为本发明的具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置实施例的水箱内腔结构示意图；
30.图4为本发明的具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置实施例的排污块结构示意图；
31.图5为本发明的具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置实施例的分流管结构示意图；
32.图6为发明的具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置实施例采用的稳压电路示意图；
33.图7为发明的具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置实施例采用的防干扰电路示意图。
34.图中：1、水箱；2、限位条；3、气囊；4、支撑板；5、控制模块；6、超声波发射端；7、供电导线；8、排污块；9、集污块；10、封堵套；11、分流管；12、滤网；13、供水管；14、喷气管；15、限流管。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
36.请参阅图1至图3，本发明提供一种技术方案：一种具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，包括水箱1，水箱1的内腔固定套装有限位条2，水箱1的内部设置有气囊3，气囊3的外侧与四个限位条2的内侧贴合，气囊3活动套装在限位条2的内部，限位条2的设置起到支撑气囊3的作用，同时起到限制气囊3的运动范围的作用，能有效保证气囊3的每条边与水箱1之间留有间隙，方便将水垢向下落下，同时气囊3的设置起到控制支撑板4和超声波发射端6升降的作用，气囊3的内部固定套装有支撑板4，支撑板4的上方固定安装有控制模块5，控制模块5的外部固定安装有超声波发射端6，超声波发射端6的底面与支撑板4的顶面固定连接，超声波发射端6的外侧与气囊3的外侧位于同一竖面上，需清理水箱1的内壁水垢时，首先控制水箱1的内腔加水，同时给供电导线7供电，使控制模块5控制超声波发射端6启动，使超声波发射端6对水箱1的内壁通过超声波清除水箱1的内壁水垢，利用控制模块5和超声波发射端6与供电导线7的配合，方便通过超声波进行去除水箱1的内腔水垢，控制模块5的上方固定连接有供电导线7，供电导线7的顶端向上延伸至水箱1的外部，限位条2的高度值与水箱1的高度值相同，使水箱1的内腔水位的升高，使水推动气囊3升起，使气囊3带动支撑板4升起，支撑板4会带动超声波发射端6升起，随超声波发射端6的升起，会将水箱1的内壁全面去除水垢，方便利用水位的升降，控制超声波发射端6的升降，进而控制超声波发射端6进行去除水箱1的内腔水位，水箱1的下方固定连接有排污块8，排污块8右侧的底部固定连接有集污块9，集污块9右端的外部活动套装有封堵套10，封堵套10和集污块9安装在排污块8的底部，方便将清除的水垢进行取出，在使用时，通过封堵套10封闭集污块9，方便封堵水箱1下方的右侧排水口，同时打开封堵套10时，方便进行排出堆积在集污块9内部的水垢。
37.请参阅图4至图5，排污块8的底部固定套装有分流管11，排污块8顶部的长度值大
于底部的长度值，排污块8的竖截面呈倒置直角梯形，排污块8的梯形设置，在使用时，方便利用排污块8见水箱1的内壁掉落的水垢集中在集污块9的内部，避免水垢在排污块8底壁的堆积，影响水垢清理的效率，方便装置的使用，分流管11的顶端固定安装有滤网12，分流管11的底部固定连接有供水管13，供水管13和分流管11的内腔相互连通，喷气管14的内腔与分流管11的内腔相互连通，分流管11的设置，利用滤网12的配合，方便对出水孔进行保护，避免水箱1内壁的水垢落至分流管11的内部，随后通过供水管13排出，影响使用者的健康，同时供水管13和喷气管14的设置，方便尽心分流，使供水管13连接用水阀，分流管11的底部固定连接有喷气管14，喷气管14的右端固定安装有限流管15，喷气管14和限流管15的设置，在使用时，方便限制水箱1内腔的水流出，同时方便对滤网12上方堆积的水垢进行清理，避免水垢的堆积，影响滤网12的排水效果。
38.综上，该具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，使用时，首先在使用一段时间后，需清理水箱1的内壁水垢时，首先控制水箱1的内腔加水，同时给供电导线7供电，使控制模块5控制超声波发射端6启动，使超声波发射端6对水箱1的内壁通过超声波清除水箱1的内壁水垢，随后使水箱1的内腔水位的升高，使水推动气囊3升起，使气囊3带动支撑板4升起，支撑板4会带动超声波发射端6升起，随超声波发射端6的升起，会将水箱1的内壁全面去除水垢，随后清理的水垢，在水箱1的内部向下落下，从水箱1的内腔进入排污块8的内腔，随后落至集污块9的内部，随后使限流管15的右端连接气泵，使气泵向限流管15的内腔送气，限流管15会将气通过喷气管14送至分流管11的内腔，随后将分流管11上方滤网12表面的水垢吹起，使水垢沿排污块8向下落至集污块9的内部，随后打开封堵套10排水，同时排出水垢。
39.在一个实施例中，所述水箱1内部的控制模块5和供电导线7配置有防水密封盒。通过设置防水密封盒，将电气部分隔离在一个独立的密封空间，避免水或者水汽进入发生电气短路故障或者降低电气元件的使用寿命。
40.在一个实施例中，所述控制模块5连接有ccd相机和温度传感器；所述ccd相机安装在支撑板4的上表面用于拍摄水箱1内部的表面图像，所述温度传感器用于检测实时水温；
41.所述控制模块5内置积垢评估模型，所述积垢评估模型采用数据融合技术对水箱1内部的表面水垢情况进行评估，具体如下：
42.采用卡尔曼滤波对表面图像进行预处理；
43.提取对实时水温和预处理后的表面图像的特征信息，进行特征信息的融合处理；
44.根据特征信息的融合结果确定水箱1内部的表面积垢水平；
45.所述控制模块5将评估得到的表面积垢水平与预设的积垢阈值进行比对，若表面积垢水平超过积垢阈值则启动超声波发射端6进行超声波除垢处理。
46.该实施例利用决策级数据融合技术，通过设置ccd相机和温度传感器分别采集水箱内部的表面图像和实时水温数据，提取特征信息进行数据融合，根据融合情况确定水箱内部的表面积垢水平，再以表面积垢水平与预设的积垢阈值的对比判断是否需要进行除垢，若表面积垢水平超过积垢阈值则表示需要进行除垢处理，因此启动超声波发射端；采用数据融合技术可以提高数据处理速度、处理效率和时效性，缩短反应时间，还可以提高判断结果的准确性，有利于准确选择除垢时机；对表面图像采用卡尔曼滤波进行预处理，可以排除图像噪声干扰，提高数据准确性和可靠性。
47.在一个实施例中，请参考图6和图7，所述控制模块(5)包括稳压电路和防干扰电路；
48.所述稳压电路包括电阻r1、三极管q1、发光二极管d1和电容c1；
49.所述三极管q1的集电极与电源连接，所述电阻r1的两端分别与三极管q1的集电极和基极连接，所述三极管q1的基极与发光二极管d1的阳极连接，所述三极管q1的发射极与电容c1的正极连接，所述发光二极管d1的阴极和电容c1的负极接地，所述三极管q1的发射极为控制板的电源接入端；
50.所述防干扰电路包括电阻r2、电阻r3、电阻r4、电容c2、电容c3和缓冲器h1；
51.所述温度传感器与电阻r2的一端连接，所述电阻r2的另一端分别与电容c3的正极和缓冲器h1的输入引脚连接，所述电容c3的负极与电阻r4的一端连接，所述电阻r4的另一端与缓冲器h1的输出引脚及电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端与电容c2的正极连接，所述电容c2的负极接地，所述电阻r3的另一端为水温信号输出端。
52.通过设置稳压电路，使得控制模块输入超声波发射端的电压稳定，可以保证超声波发射端产生的超声波长期处于最佳状态，避免电源波动导致超声波发射端的除水垢效果受到不利影响，还可以提高超声波发射端和控制模块的运行可靠性和使用寿命；其中稳压电路采用上述电路设置，该电路设置结构简单，器件数量少，故障风险低，成本低，容易实现，而且其稳压效果可靠；设置防干扰电路对温传感器的信号进行滤波处理，可以降低信号干扰，避免出现信号传输失真，保障水温检测的准确性和可靠性；采用的防干扰电路结构简单，制作成本低又可以保障抗干扰需求，值得推广使用。
53.在一个实施例中，所述控制模块5采用以下公式计算水箱1内部的表面积垢系数：
[0054][0055]
上式中，λ表示水箱内部的表面积垢系数；(x，y，z)表示水箱的表面图像的像素坐标点；s表示水箱的表面图像的区域范围；(x，y，z)
→
s表示历尽表面图像的区域范围的所有像素坐标点；(x
‘
，y’，z
′
)表示水箱的表面图像中与(x，y，z)相邻的像素坐标点；μ表示表面图像的亮度值；μ()表示水箱的表面图像的像素坐标点(x，y，z)的亮度值；μ(
′
)表示像素坐标点(x，y，z)的相邻像素坐标点(x
‘
，y’，z
′
)的亮度值；τ表示表面图像的色度值；τ()表示水箱的表面图像的像素坐标点(x，y，z)的色度值；τ(
′
)表示像素坐标点(x，y，z)的相邻像素坐标点(x
‘
，y’，z
′
)的色度值；表示表面图像的分频光谱值；表示水箱的表面图像的像素坐标点(x，y，z)的分频光谱值；表示像素坐标点(x，y，z)的相邻像素坐标点(x
‘
，y’，z
′
)的分频光谱值；
[0056]
根据计算得到的表面积垢系数，调节超声波发射端6的输入功率，表面积垢系数越大表示积垢越严重，则除垢需要的超声波能量值越大，因此采用更大的输入功率。
[0057]
该实施例利用上述公式计算水箱内部的表面积垢系数，将表面积垢系数用于调节超声波发射端的输入功率，改变除垢需要的超声波能量值，使用除垢用的超声波能量值与水箱内部的表面积垢相适应，由此能够增强除垢效果；采用的计算公式综合了表面图像各
像素点的亮度对比度、色度对比度和分频光谱对比度，由于表面图像各像素点亮度、色度和分频光谱反映了表面粗糙(或者光滑)情况，因而也反映了积垢厚度(积垢严重性)情况，以此可以用来确定超声波发射端的输入功率。
[0058]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0059]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.一种具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，包括水箱(1)，其特征在于：所述水箱(1)的内腔固定套装有限位条(2)，所述水箱(1)的内部设置有气囊(3)，所述气囊(3)的内部固定套装有支撑板(4)，所述支撑板(4)的上方固定安装有控制模块(5)，所述控制模块(5)的外部固定安装有超声波发射端(6)，所述控制模块(5)的上方固定连接有供电导线(7)，所述水箱(1)的下方固定连接有排污块(8)，所述排污块(8)右侧的底部固定连接有集污块(9)，所述集污块(9)右端的外部活动套装有封堵套(10)。2.根据权利要求1所述的具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，其特征在于：所述排污块(8)的底部固定套装有分流管(11)，所述分流管(11)的顶端固定安装有滤网(12)，所述分流管(11)的底部固定连接有供水管(13)，所述分流管(11)的底部固定连接有喷气管(14)，所述喷气管(14)的右端固定安装有限流管(15)。3.根据权利要求1所述的具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，其特征在于：所述气囊(3)的外侧与四个限位条(2)的内侧贴合，所述气囊(3)活动套装在限位条(2)的内部。4.根据权利要求1所述的具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，其特征在于：所述超声波发射端(6)的底面与支撑板(4)的顶面固定连接，所述超声波发射端(6)的外侧与气囊(3)的外侧位于同一竖面上。5.根据权利要求1所述的具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，其特征在于：所述供电导线(7)的顶端向上延伸至水箱(1)的外部，所述限位条(2)的高度值与水箱(1)的高度值相同。6.根据权利要求2所述的具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，其特征在于：所述排污块(8)顶部的长度值大于底部的长度值，所述排污块(8)的竖截面呈倒置直角梯形。7.根据权利要求2所述的具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，其特征在于：所述供水管(13)和分流管(11)的内腔相互连通，所述喷气管(14)的内腔与分流管(11)的内腔相互连通。8.根据权利要求1所述的具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，其特征在于：所述水箱(1)内部的控制模块(5)和供电导线(7)都配置有防水密封盒。9.根据权利要求1所述的具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，其特征在于：所述控制模块(5)连接有ccd相机和温度传感器；所述ccd相机安装在支撑板(4)的上表面用于拍摄水箱(1)内部的表面图像，所述温度传感器用于检测实时水温；所述控制模块(5)内置积垢评估模型，所述积垢评估模型采用数据融合技术对水箱(1)内部的表面水垢情况进行评估，具体如下：采用卡尔曼滤波对表面图像进行预处理；提取对实时水温和预处理后的表面图像的特征信息，进行特征信息的融合处理；根据特征信息的融合结果确定水箱(1)内部的表面积垢水平；所述控制模块(5)将评估得到的表面积垢水平与预设的积垢阈值进行比对，若表面积垢水平超过积垢阈值则启动超声波发射端(6)进行超声波除垢处理。10.根据权利要求9所述的具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，其特征在于：所述控制模块(5)包括稳压电路和防干扰电路；
所述稳压电路包括电阻r1、三极管q1、发光二极管d1和电容c1；所述三极管q1的集电极与电源连接，所述电阻r1的两端分别与三极管q1的集电极和基极连接，所述三极管q1的基极与发光二极管d1的阳极连接，所述三极管q1的发射极与电容c1的正极连接，所述发光二极管d1的阴极和电容c1的负极接地，所述三极管q1的发射极为控制板的电源接入端；所述防干扰电路包括电阻r2、电阻r3、电阻r4、电容c2、电容c3和缓冲器h1；所述温度传感器与电阻r2的一端连接，所述电阻r2的另一端分别与电容c3的正极和缓冲器h1的输入引脚连接，所述电容c3的负极与电阻r4的一端连接，所述电阻r4的另一端与缓冲器h1的输出引脚及电阻r3的一端连接，所述电阻r3的另一端与电容c2的正极连接，所述电容c2的负极接地，所述电阻r3的另一端为水温信号输出端。
技术总结本发明公开了一种具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，涉及热水器技术领域，具体为一种具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，包括水箱，所述水箱的内腔固定套装有限位条，所述水箱的内部设置有气囊，所述气囊的内部固定套装有支撑板。该具有自动清洗功能的热水器及其超声波清理装置，通过在水箱内腔的四角固定安装有限位条，使四个限位条的内部活动套装有气囊，同时在气囊的内部固定安装有支撑板，使支撑板的上方安装有控制模块、供电导线、超声波发射端，在使用时，方便使气囊和支撑板带动超声波发射端随水位的升降进行实时消除水箱内壁的水垢，能有效使水箱的内壁保证清洁。内壁保证清洁。内壁保证清洁。
技术研发人员：李钱材 吴国栋 吴鑫隆 林雨标 王朦
受保护的技术使用者：广东固特科技有限公司
技术研发日：2022.04.07
技术公布日：2022/7/5
